_现代电力与电力污染

现代电力与电力污染

导语：?本文叙述了现代电力的特点，以及日益严重的电力污染。比较了电力污染与电磁污染的联系和区别。

　 摘要：本文叙述了现代电力的特点，以及日益严重的电力污染。比较了电力污染与电磁污染的联系和区别。论述了一门新的边缘分支学科“电磁工程学”的形成过程概况。

　 关键词：电力污染 电磁工程学 《现代电力与电力污染》这个题目是现代工业引起环境污染这一现实引伸出来的。电能或电力是公认的清洁动力。但众所周知，它也存在着污染。在电能的形成过程中，如火力发电厂的烟气、灰渣造成的常规环境污染、核电站可能造成的核辐射污染，大型水电站的建设可能出现的生态平衡问题等等。电能形成后，在传递、变换过程中电磁波辐射造成的环境污染等等。

　 电能已成为经济发展、社会生活的重要部分。随着电磁能利用范围的扩大与利用能量的日益提高，存在于地球上的电磁波不断地增强而且频带极宽。这种电磁波与宇宙杂波相比较，对人类的社会生活和国民经济有着巨大的影响。它不仅直接影响到各个领域中电子设备的正常工作，使之信息失真，控制失控，更为严重的是，在大强度电磁辐射长期作用下，可使生物的生理、生态受到影响和危害，影响人的健康和活力。这也造成了环境污染，即所谓电磁烟雾。

　 电磁烟雾以及由电磁烟雾引起的电磁污染问题，早就引起了人们的重视、研究并运用工程技术手段来解决电磁干扰与危害问题，力图减少或消除污染。早在1903～1904年，瑞士在铁路部门就测出交流系统对电话的明显干扰。在第一次世界大战前，美国电机工程师协会（mEE）就制定了“波形标准”，1919年就算出了“电话干扰系数”来度量电力系统对电话的干扰。1934年成立了“国际无线电干扰特别委员会”（CISPR）。这个委员会下设A、B、C、D、E及F六个分委员会，分别研究与此有关的六类对象与内容，即检测方法、检测仪器；高频设备检测标准；高压线、发电站、变电站及其它电源；内燃机车、专用电气设备；电视机、收音机；其它家用电器。

　 CISPR建立后，首先在测定方法、干扰标准与抑制技术上，进行了长期的研究，重点探讨了电子设备与电气设备处于共存、互不干扰的条件，并取得了进展。

　 1958年一个名叫射频干扰组（Group on Radio Frequency Interference，即C-RFI）的组织将电力与电子工程师协会（即IEEE）所命名的电磁兼容性组（Group on Electromagnetic Compatibility，即G——EMC）的机构叫做无线电干扰。1964年又将G——-EMC改为EMC。然而，几经推敲后，将“电磁廉容性”扩展到更加广泛的领域之中。同时将EMC作为电子装置与电力设备互不干扰相互共存的专用语了。

　 随着电磁污染问题的日益严重，研究的深入与发展，解决的工程技术手段的进展、发展与完善，近二三十年新创立了一门边缘学科“环境电磁工程学”或“环境电磁兼容学”，在电磁与电磁控制领域内进行广泛而深入地研究与探讨。

　 环境电磁学的研究内容，根据IEEE的G——EMC学报的概括，为（1）研究电磁检测方法和防止电磁干扰技术，以及有关仪器、仪表及设备的使用技术；（2）研究电子设备的灵敏度、衰减度以及兼容技术；p）研究若干干扰源及其特性。又如怀特（White）所著研究电力污染产生的物理机理和分析方法；电力污染的测量技术、信息处理与监控系统；危害的机理、范围及可容度；控制、消除或抑制的措施等以及由此而引起的理论与技术问题。这门新学科的雏形已经可以从近年出版的一些论著中看到。

　近一段时期以来，对于电力污染的研究，着重在以下几个方面： 1、新污染源模型的建立以及提高模型的精确度，重点在非理想状态下的模型与随机性模型。

　 2、提高供电系统模型的精度。电力污染与其它污染相比有个突出的特点，与供电网关系十分密切。畸变波及暂态波在电网上传播取决于电网参数，它可使畸变受到抑制，也可使畸变放大。模型考虑了不同频率电流下的电阻、电感，计及驻波效应的长线模型，计及布置不对称的三相网络模型等。

　 3、把在网络理论基础上建立起来的网络分析法有效地利用于谐波分析，把频域分析与时域分析结合起来，从傅里叶分析发展到小波分析，把确定性分析与随机分析结合起来。在设计与计算上更有效地采用最优化方法。

　 4、在测量方法与测量技术上有了较大的发展，已开发了新型测量仪器、监测系统、并向多功能、智能化方向发展。

　 5、在研究污染影响及设备可容度的基础上，制订并完善了一批限制标准与管理法规，并正在组织贯彻执行。如我国在《电力系统谐波管理暂行规定》的基础上，先后制订了《电能质量公用电网谐波》及《电能质量标准电压允许波动和闪变》等国家标准。

　 6、在污染治理上，提高电能质量，继续改善原有治理方法与手段的同时，开发新的装置并提出了一些新的思路。如基于闭环控制的自动调谐滤波器，并联滤波器与串联滤波器配合使用，无源滤波器与有源滤波器结合组成的混合补偿装置可以起到取长补短的效果，把波形补偿与相位补偿结合起来；将常规静止无功补偿（SVC）、滤波器与动态功率补偿滤波器（DPF）结合起来可获得非线性、非周期复杂畸变的最优控制，使功率因数为1，谐振最小，电压稳定，负载最优。这样就将污染治理与电网运行控制结合在一起了。

　 7、有关电力污染及电能质量的新理论，概念、定义有了新发展，对一些问题和术语进行了讨论。

　 基本结论： 电力污染随着现代电力的发展不断出现并日趋严重。电力污染与系统关系密切，实质上是电能质量问题，涉及面广，具有独特的复杂性，难于认识并难于治理。电力污染也随着技术的发展可以得到有效的控制，并最终将与电网运行控制结合起来。电力污染的理论发展与实践，逐步形成自己的理论体系与工程实践，并因此而形成一门新的边缘分支学科一电力环境工程学。